DTWW

 

Energieeffiziente Trinkwarmwassererzeugung durch dezentrale Wärmepumpensysteme

Schema zur Abwasserwärmenutzung e3d

Projektlaufzeit:

11/2012 bis 11/2014

Förderung:

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS)

Beschreibung:

Da Wärmepumpen durch technologischen Fortschritt immer höhere Effizienten erreichen, wurden im Forschungsvorhaben "Energieeffiziente Trinkwarmwassererzeugung durch dezentrale Wärmepumpensysteme und zentral regenerativ bereitgestellter Wärme" Möglichkeiten zur effizienten Erwärmung von Trinkwasser untersucht.

Zur Gewährleistung von hygienisch einwandfreien Bedingungen in Trinkwasserleitungen ist insbesondere das Legionellenwachstum zu beachten. Zur Kontrolle des Legionellenwachstums in Trinkwasserspeichern schreibt das DVGW Arbeitsblatt W 551 unter anderem vor, dass für Trinkwassererwärmer und zentrale Durchfluss-Wassererwärmer am Wasseraustritt eine Temperatur von ≥ 60 °C eingehalten werden muss.

Da die Leistungszahl einer Wärmepumpe wesentlich von der Differenz der Quellen- und Senkentemperatur abhängt, schränken die geforderten Temperaturen die Effizienz einer Wärmepumpennutzung zur Trinkwarmwasserbereitung deutlich ein. Eine Möglichkeit, die erforderliche Temperatur für die Trinkwarmwasserbereitung zu reduzieren, ergibt sich durch die dezentrale Durchführung der Trinkwarmwasserbereitung. Bei einer dezentralen Trinkwassererwärmung mit einem nachgeschalteten Leitungsvolumen von weniger als 3 Litern, wie z. B. bei elektrischen Durchlauferhitzern, reicht es aus thermischer und hygienischer Sicht aus, das Trinkwasser auf niedrigeren Temperaturen bereitzustellen. Um diese günstigen Bedingungen für die Trinkwarmwasserbereitung auszunutzen, wird die dezentrale Trinkwarmwassererzeugung mittels Wärmepumpen untersucht. Ziel ist es, mittels regenerativer Energien, beispielsweise der hausinternen Abwasserenergienutzung, einen zentralen Wasserspeicher auf einem Temperaturniveau von ca. 30 °C vorzuhalten. Dieser Energiespeicher speist ein Heizkreislaufsystem mit Vor- und Rücklaufleitung im Gebäude. An den dezentralen Trinkwarmwasserzapfstellen wird das Trinkkaltwasser zunächst durch einen an diesem Heizkreislaufsystem angeordneten Wärmeübertrager vorerwärmt und anschließend durch eine kompakte Kleinstwärmepumpe im Durchfluss auf eine Zapftemperatur von ca. 45 °C erwärmt. Als Wärmequelle der Kleinstwärmepumpe dient ein Heizkreislaufsystem. Das Potenzial zur Energieeinsparung ergibt sich zum einen durch die niedrigen Vorlauftemperaturen, und zum anderen durch die geringen Wärmeverluste in den Heizkreisläufen infolge der vergleichsweise niedrigen Umlauftemperaturen. Durch kurze Rohrleitungen zwischen den dezentralen Trinkwassererwärmern und den Zapfstellen sind keine zusätzlichen Maßnahmen zur Bekämpfung von Legionellen notwendig, da keine Speicherung des Trinkwarmwassers erfolgt. Die Anordnung von dezentralen Kleinstwärmepumpen innerhalb von Wohneinheiten bietet die Möglichkeit weiterer CO2-Einsparungen im Gebäudebereich und stellt gleichzeitig Trinkwarmwasser unter einwandfreien hygienischen Bedingungen bereit.